磷是陆地生态系统重要的生命元素之一,也是农作物生长的主要限制因子。近年来由于磷肥施用量的不断增加,再加上磷肥的当季利用率不高,土壤中的磷素不断积累。积累的磷素随着地表径流与土壤侵蚀进入附近水体,形成农业非点源污染。 地处长江上游核心地带的紫色土丘陵区,是四川农业的主体,严重的水土流失、不合理的农业耕作和肥料管理造成非点源污染日益严重,以过量施用非点源磷的污染尤为突出,不仅造成当地土地退化、水环境质量下降,而且对长江流域生态系统的可持续发展带来较大压力。本文对川中丘陵区不同土地利用方式下磷素的迁移进行定位观测,研究磷素迁移形态、迁移通量,查明磷素的非点源污染特征,探讨农业非点源磷素迁移的环境效应,为预防和控制紫色土丘陵区磷素非点源污染提供科学的依据。 研究小流域选择中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站集水区。从2003年10月到2004年10月对小流域内不同土地利用方式(坡耕地、水田、林地和草地)磷素的迁移进行定位观测,分析本区磷的非点源污染状况以及对环境的影响。结果表明: 1 通过对紫色土不同土地利用方式下磷素迁移的观测,得出坡耕地径流水中总磷浓度0.42mg/L,水田田面水总磷浓度为0.19mg/L,林地径流水总磷0.08mg/L,草地为0.10 mg/L。 2 坡耕地与林地磷素的迁移以颗粒态磷为主,颗粒态磷占总磷的比例分别为:为74.5%和71.5%。而水田田面水与草地磷素的迁移则以水溶态磷为主,水溶态磷占总磷的比例分别为:55%。和79.8%。小流域中磷素的迁移也是以水溶态磷为主,为63%,而颗粒态磷的含量相对较低。 3 小流域下游地表水、地下水已经受到污染,总磷浓度均超过了水体富营养化的界限。小流域地表水中以堰塘和沟道水中水溶态污染较为严重,苏容塘中水溶性磷浓度的最大值为0.27mg/L,沟道水中水溶性磷的浓度高达0.61 mg/L。 4 坡耕地、水田、林地、草地等不同土地利用方式下地表径流水中磷素迁移的通量分别为:0.31kg/hm~2·a、0.16kg/hm~2·a、0.01kg/hm~2·a与0.018kg/hm~2·a,对小流域磷素污染的贡献率分别为61%、8.3%、1.7%与0.13%。 5 通过进行土地利用类型的优化配置,合理采用水土保持耕作法,充分利用小流域低洼地带的水田、池塘、沟道对径流、泥沙的拦蓄作用,建立小流域非点源磷污染的控制体系,减少农业非点源物质对环境的压力,保护农业生态环境。